结构设计计算书

1、目录1、工程概况22、结构选型与布置22. 1结构承重方案22. 2 结构平面布置图32. 3 梁、柱截面尺寸估算33、荷载计算33.1 恒荷载计算33.2 活荷载计算73.3 荷载平面简图74、PMCAD楼板设计74.1 楼板厚度估算74.2 楼板配筋简图74.3 楼板挠度图74.4 楼板裂缝图75、SATWE电算分析75.1 结构总信息75.2 周期，地震力185.3 楼层位移275.4 超配筋信息315.5 梁配筋简图315.6 梁挠度图315.7 柱配筋简图及轴压比315.8 底层柱最大内力组合316 楼梯设计316.1荷载和受力计算316.2配筋面积计算336.3配筋结果337 基础

2、设计341. 工程概况 本工程为二层别墅设计，建筑面积约487.08平方米。本建筑主体两层，主体高度为9.6米。室内外高差为0.65米，。建筑立面规整，采用马赛克面砖和油漆装饰外墙。门为实木门，窗为铝合金窗。本工程结构形式为现浇钢筋混凝土框架异型柱结构，柱混凝土强度等级为C25，各层柱截面见结构施工图。框架梁混凝土强度等级为C20，截面详见结构施工图。建筑地点地质条件良好，采用柱下独立基础，基础混凝土强度等级为C25。设计严格遵守我国现行规范，计算包括荷载计算，内力组合，基础设计，楼梯设计等。2. 结构选型与布置2.1 结构承重方案 竖向承重体系选取选择合理的抗侧力结构体系，进行合理的结构或构

3、件布置，使之具有较大的抗侧力刚度和良好的抗风、抗震性能，是结构设计的关键。同时还需要考虑建筑物高度、用途、经济及施工条件等因素。本工程结构设计采用框架结构体系：由梁、柱构件通过节点连接而成，具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面，框架结构属于柔性结构，自震周期长，地震反应较小，经合理设计可具有较好的延性性能。其缺点是结构抗侧刚度较小，在地震作用下侧向位移较大。 水平向承重体系选取 本工程结构设计中采用现浇肋梁楼盖结构，肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标，可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量，能充分发挥材料的作用，结构整体性好，

4、抗震性能好，且结构平面布置灵活，易于满足楼面不规则布置、开洞要求，容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载。 楼梯方案的选取 本工程结构设计中选取板式楼梯，较为经济受力简单施工方便。板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成。梯段板为带有踏步的斜板，其下表面平整，外观轻巧，施工方便。 建筑材料的选取 梁采用C20混凝土；柱、基础采用C25混凝土，；楼梯采用C25混凝土。 基础形式的选取 本设计采用柱下独立基础。2.2 结构平面布置（见附图13）2.3 梁、柱截面尺寸确定主梁的跨度一般为5 9米，最大可达12米，主梁高为跨度的1/141/8；次梁的跨度即主梁的间距，一般为46米，次梁高为跨度的1

5、/181/12。主次梁的宽高比均为1/31/2；板的跨度即为次梁的间距，一般为1.83.6米，根据荷载的大小和施工要求，板厚一般为60180mm。详见结构平面布置图。框架柱截面高度与宽度均不宜小于300mm，柱剪跨比宜大于2；框架柱中线与框架梁中线的偏心距不宜大于柱截面在该方向宽度的1/4,。截面尺寸一般由轴压比限值控制：柱截面形状由建筑施工平面图确定，基本原则为不减少空间使用面积，既以不突出墙体为优，具体截面尺寸由PKPM电算经控制轴压比确定，详见柱结构施工图。3.荷载计算3.1 恒荷载计算3.1.1 屋面：刚性防水屋面（有保温层）： 水泥彩瓦 0.55 KN/ 25厚水泥砂浆卧瓦层（内配钢

6、筋） 0.02525=0.625KN/ 100厚C20混凝土屋面 0.125=2.5KN/ 40厚C20细石混凝土（内配4150双向钢筋）0.0420=0.8KN/ 50厚水泥防水珍珠岩块保温层 0.052.5=0.125KN/ 20厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4KN/ 12厚板底抹灰 0.01220=0.24 KN/ 合计 5.24KN/3.1.2 （1）楼面： 水磨石地面（10mm面层，20mm水泥砂浆打底，素水泥打底） 0.65KN/ 100厚钢筋混凝土结构层 0.125=2.5KN/ 20厚板底抹灰 0.0220=0.4KN/ 合计 3.55KN/ （2）卫生间楼面： 1

7、2厚大理石面层，水泥砂浆擦缝，10厚1:3干硬性水泥，2厚聚氨酯防水涂料。四周卷起 0.60KN/ 找坡层：最低处25厚水泥石灰焦渣砂浆3 0.0414=0.56KN/ 80厚钢筋混凝土楼板 0.0825=2.0KN/ 20厚板底抹灰 0.0220=0.4 KN/ 合计 3.56N/3.1.3 墙自重： （1）一层墙自重： 1轴、EH轴，1轴、AC轴，4轴、FH轴、4轴、BC轴：200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为： 3.60.212.5+3.60.5+3.60.36=11.58 KN/m 3轴、EH轴，E轴、12轴，D轴、35轴，C轴、35轴：200厚非承重内墙，双

8、侧20厚抹灰，则墙体线荷载为： 3.60.212.5+3.60.362=11.592 KN/m 有门窗外墙： 200厚空心多孔砖：C1：(3.6-2.4) 0.212.5=3 KN/m C2:() 0.212.5=4.5 KN/m C3:(3.6-1.9) 0.212.5=4.25 KN/m C4:(3.6-1.3) 0.212.5=5.75 KN/m C5:(3.6-1.2) 0.212.5=6 KN/m 瓷砖外墙面： C1：(3.6-2.4) 0.5=0.6 KN/m C2:() 0.5=0.9 KN/m C3:(3.6-1.9) 0.5=0.85KN/m C4:(3.6-1.3) 0.5

9、=1.15 KN/m C5:(3.6-1.2) 0.5=1.2KN/m 水泥粉刷内墙面：C1：(3.6-2.4) 0.36=0.432 KN/m C2:() 0.36=0.648 KN/m C3:(3.6-1.9) 0.36=0.612KN/m C4:(3.6-1.3) 0.36=0.828 KN/m C5:(3.6-1.2) 0.36=0.864KN/m铝合金窗： C1：1.800KN/m C2: 1.170KN/m C3 :0.760KN/m C4: 1.495KN/m C5: 0.900KN/m 合计： C1=5.832 KN/m C2：7.218 KN/m C3=6.472 KN/m

10、C4=9.223 KN/m C5=8.964 KN/m J轴、12轴，J轴、23轴，J轴、34轴：200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为： 11.58（3.6-1.8）+（7.2181.8）3.6=9.399 KN/m 1轴、CE轴：200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为：3）11.58+6.4720.83）3.6=8.174 KN/m 4轴、DF轴：200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为： （8.9641.2+1.411.58) 3.6=10.372 KN/m B轴、34轴：200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰

11、，则墙体线荷载为： （5.8322.4+1.211.58）3.6=7.748 KN/m 1/B轴、1/2轴3轴：200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为： 11.5812.4=4.825 KN/m （2）二层墙自重： 4轴、HF轴,4轴、BC轴，1轴、BC轴：200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为：3.00.212.5+3.00.5+3.00.36=10.08 KN/m有门窗外墙： 200厚空心多孔砖：C1：(3.0-2.4) 0.212.5=1.50 KN/m C2:() 0.212.5=3.00 KN/m C3:(3.0-1.9) 0.212.

12、5=5.50 KN/m C4:(3.0-1.3) 0.212.5=4.25 KN/m C5:(3.0-1.2) 0.212.5=1.50 KN/m 瓷砖外墙面： C1：(3.0-2.4) 0.5=0.30 KN/m C2:() 0.5=0.60 KN/m C3:(3.0-1.9) 0.5=1.10/m C4:(3.0-1.3) 0.5=0.85 KN/m C5:(3.0-1.2) 0.5=0.91KN/m 水泥粉刷内墙面：C1：(3.0-2.4) 0.36=0.216 KN/m C2:() 0.36=0.432 KN/m C3:(3.0-1.9) 0.36=0.792KN/m C4:(3.0-

13、1.3) 0.36=0.612 KN/m C5:(3.0-1.2) 0.36=0.648KN/m铝合金窗： C1：1.800KN/m C2: 1.170KN/m C3 :0.760KN/m C4: 1.495KN/m C5: 0.900KN/m 合计： C1=3.816 KN/m C2=5.202 KN/m C3=8.152 KN/m C4=7.112 KN/m C5=6.948 KN/m3轴、HF轴；2轴、HF轴；D轴、35轴；C轴、35轴；C轴、11/2轴:200厚非承重内墙，双面抹灰，则墙体线荷载为：3.00.212.5+3.01.362=9.66KN/H轴、34轴：(5.2021.8+

14、10.080.92) 3.6=7.641 KN/mH轴、23轴：10.080.923.6=5.04 KN/mH轴、12轴：(5.2021.8+10.080.92) 3.6=7.641 KN/m4轴、D F轴：(6.9481.2+0.7210.08) 2.6=8.634 KN/m5轴、CD轴：(6.9481.2+0.6210.08) 2.4=8.514 KN/mB轴、34轴：(10.0820.9) 3.6=5.04 KN/mB轴、1/23轴：(6.9481.2+10.0820.6) 2.4=8.514 KN/m1轴、EH轴：(3.8162.4+1.2210.08) 4.8=6.948 KN/m1

15、轴、CE轴：(8.1522.4+10.181.2) 3.6=8.828 KN/m3轴、DF轴：9.661.72.6=6.316 KN/m3轴、BC轴,1/2轴、BC轴：9.663.34.2=7.59 KN/mF轴、34轴, E轴、12轴，E轴、23轴：9.662.73.6=7.245 KN/m（3）阁楼层墙自重 E轴、12轴：12.52.21.10.50.23.6=0.84 KN/mC轴、13轴：(2.3954.8+5.82.4) 7.2=3.53 KN/m2轴、EH轴：(12.53.21.870.50.2) 4.8+12.51.82.77+(1.8+1.139) 0.330.5 0.23.6

16、=3.799 KM/m3轴、BC轴:12.5(1.132.260.5+2.60.5) 0.2 4.2=1.534 KN/m3轴、EF轴:12.51.8207+(1.8+1.139) 0.330.5 0.23.4=4.02 KN/m3.2 活荷载计算 楼面 2.0 KN/ 楼梯 2.5KN/ 不上人坡屋面 0.5 KN/3.3 荷载平面简图（见附图46）4.PMCAD楼板设计4.1 楼板厚度估算板厚一般为60mm180mm，取普通楼面板厚为100mm，卫生间及阳台为80mm。4.2 楼板配筋简图（见附图79）4.3 楼板挠度图（见附图1012）4.4 楼板裂缝图（见附图1315）5.SATWE电

17、算分析5.1 结构总信息 总信息 结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (kN/m3): Gc = 25.00 钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00 水平力的夹角(Rad): ARF = 0.00 地下室层数: MBASE= 0 竖向荷载计算信息: 按模拟施工1加荷计算 风荷载计算信息: 计算X,Y两个方向的风荷载 地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力 “规定水平力”计算方法: 楼层剪力差方法(规范方法) 特殊荷载计算信息: 不计算 结构类别: 框架结构 裙房层数: MANNEX= 0 转换层所在层号： MCHANGE= 0 嵌固端所在层号： MQIANGU= 1 墙元细分

18、最大控制长度(m) DMAX= 1.00 墙元网格: 侧向出口结点 是否对全楼强制采用刚性楼板假定 否 强制刚性楼板假定是否保留板面外刚度 是 墙梁跨中节点作为刚性楼板的从节点 是 采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法 结构所在地区 全国 风荷载信息 修正后的基本风压 (kN/m2): WO = 0.70 风荷载作用下舒适度验算风压: WOC= 0.10 地面粗糙程度: B 类 结构X向基本周期（秒）: T1 = 0.43 结构Y向基本周期（秒）: T2 = 0.42 是否考虑风振: 是 风荷载作用下结构的阻尼比(%): WDAMP= 5.00 风荷载作用下舒适度验算阻尼比(%): WD

19、AMPC= 2.00 构件承载力设计时考虑横风向风振影响: 否 承载力设计时风荷载效应放大系数: WENL= 1.00 体形变化分段数: MPART= 1 各段最高层号: NSTi = 3 各段体形系数: USi = 1.30 地震信息 振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC 计算振型数: NMODE= 9 地震烈度: NAF = 7.00 场地类别: KD =II 设计地震分组: 二组 特征周期 TG = 0.40 地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.08 用于12层以下规则砼框架结构薄弱层验算的 地震影响系数最大值 Rmax2 = 0.50 框架的抗震等级: NF = 3

20、剪力墙的抗震等级: NW = 3 钢框架的抗震等级: NS = 3 抗震构造措施的抗震等级: NGZDJ =不改变 活荷重力荷载代表值组合系数: RMC = 0.50 周期折减系数: TC = 1.00 结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00 中震(或大震)设计: MID =不考虑 是否考虑偶然偏心: 否 是否考虑双向地震扭转效应: 否 斜交抗侧力构件方向的附加地震数 =0 活荷载信息 考虑活荷不利布置的层数 从第 1 到3层 柱、墙活荷载是否折减 不折算 传到基础的活荷载是否折减 折算 考虑结构使用年限的活荷载调整系数 1.00 柱，墙，基础活荷载折减系数 计算截面以上的层数 折减系

21、数 1 1.00 2-3 0.85 4-5 0.70 6-8 0.65 9-20 0.60 20 0.55 调整信息 梁刚度放大系数是否按2010规范取值： 是 梁端弯矩调幅系数： BT = 0.85 梁活荷载内力增大系数： BM = 1.00 连梁刚度折减系数： BLZ = 0.60 梁扭矩折减系数： TB = 0.40 全楼地震力放大系数： RSF = 1.00 0.2Vo 调整分段数： VSEG = 0 0.2Vo 调整上限： KQ_L = 2.00 框支柱调整上限： KZZ_L = 5.00 顶塔楼内力放大起算层号： NTL = 0 顶塔楼内力放大： RTL = 1.00 框支剪力墙结

22、构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:是 实配钢筋超配系数 CPCOEF91 = 1.15 是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 = 1 弱轴方向的动位移比例因子 XI1 = 0.00 强轴方向的动位移比例因子 XI2 = 0.00 是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0 强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 0 薄弱层地震内力放大系数 WEAKCOEF = 1.25 强制指定的加强层个数 NSTREN = 0 配筋信息 梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 270 柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 270 墙分布筋强度 (N/mm2): JWH

23、 = 210 边缘构件箍筋强度 (N/mm2): JWB = 210 梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00 柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00 墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH = 150.00 墙竖向分布筋配筋率 (%): RWV = 0.30 结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: NSW = 0 结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率: RWV1 = 0.60 设计信息 结构重要性系数: RWO = 1.00 柱计算长度计算原则: 有侧移 梁柱重叠部分简化: 不作为刚域 是否考虑 P-Delt 效应： 否 柱配筋计算原则: 按单偏压计算 按高规或高钢

24、规进行构件设计: 否 钢构件截面净毛面积比: RN = 0.85 梁保护层厚度 (mm): BCB = 20.00 柱保护层厚度 (mm): ACA = 20.00 剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.16-4: 是 框架梁端配筋考虑受压钢筋: 是 结构中的框架部分轴压比限值按纯框架结构的规定采用:否 当边缘构件轴压比小于抗规6.4.5条规定的限值时一律设置构造边缘构件: 是 是否按混凝土规范B.0.4考虑柱二阶效应: 否 荷载组合信息 恒载分项系数: CDEAD= 1.20 活载分项系数: CLIVE= 1.40 风荷载分项系数: CWIND= 1.40 水平地震力分项系数: CEA_H

25、= 1.30 竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50 特殊荷载分项系数: CSPY = 0.00 活荷载的组合值系数: CD_L = 0.70 风荷载的组合值系数: CD_W = 0.60 活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L = 0.50 剪力墙底部加强区的层和塔信息. 层号 塔号 1 1 用户指定薄弱层的层和塔信息. 层号 塔号 用户指定加强层的层和塔信息 层号 塔号 约束边缘构件与过渡层的层和塔信息. 层号 塔号 类别 1 1 约束边缘构件层 2 1 约束边缘构件层 各层的质量、质心坐标信息 层号 塔号 质心X 质心Y 质心Z 恒载质量 活载质量 附加质量 质量比 (m) (m

26、) (t) (t) 3 1 5.400 7.500 9.600 37.9 5.0 0.0 0.33 2 1 5.551 7.440 6.600 123.7 8.3 0.0 0.64 1 1 5.928 7.349 3.600 188.9 16.7 0.0 1.00 活载产生的总质量 (t): 30.014 恒载产生的总质量 (t): 350.497 附加总质量 (t): 0.000 结构的总质量 (t): 380.511 恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载 结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量和附加质量 活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果 (1t = 1000kg)

27、 各层构件数量、构件材料和层高 层号(标准层号) 塔号 梁元数 柱元数 墙元数 层高 累计高度 1( 1) 1 68(25/ 360) 17(25/ 360) 0(30/ 300) 3.600 3.600 2( 2) 1 70(25/ 360) 17(25/ 360) 0(30/ 300) 3.000 6.600 3( 3) 1 34(25/ 360) 0(30/ 360) 0(30/ 300) 3.000 9.600 风荷载信息 层号 塔号 风荷载X 剪力X 倾覆弯矩X 风荷载Y 剪力Y 倾覆弯矩Y 3 1 8.04 8.0 24.1 0.00 0.0 0.0 2 1 54.20 62.2

28、210.8 45.10 45.1 135.3 1 1 66.31 128.5 673.6 49.27 94.4 475.1= 各楼层等效尺寸(单位:m,m2)层号 塔号 面积 形心X 形心Y 等效宽B 等效高H 最大宽BMAX 最小宽BMIN 1 1 166.69 5.75 7.38 10.95 15.30 15.30 10.95 2 1 141.36 5.38 7.31 10.93 12.95 12.98 10.90 3 1 139.92 5.32 7.31 10.80 13.01 13.04 10.76 各楼层的单位面积质量分布(单位:kg/m2) 层号 塔号 单位面积质量 gi 质量比

29、max(gi/gi-1,gi/gi+1) 1 1 1233.27 1.32 2 1 933.84 3.04 3 1 306.81 1.00 计算信息 第一步: 数据预处理 第二步: 计算每层刚度中心、自由度、质量等信息 第三步: 地震作用分析 第四步: 风及竖向荷载分析 第五步: 计算杆件内力 各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息 Floor No : 层号 Tower No : 塔号 Xstif，Ystif : 刚心的 X，Y 坐标值 Alf : 层刚性主轴的方向 Xmass，Ymass : 质心的 X，Y 坐标值 Gmass : 总质量 Eex，Eey : X，Y 方向的偏心率 R

30、atx，Raty : X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值(剪切刚度) Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值 或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者 RJX1，RJY1，RJZ1: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度) RJX3，RJY3，RJZ3: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比) = Floor No.1 Tower No.1 Xstif= 5.1648(m) Ystif= 7.7734(m) Alf = 34.0124(Degree) Xmass= 5.9279(m

31、) Ymass= 7.3488(m) Gmass(活荷折减)= 222.2431( 205.5741)(t) Eex = 0.1319 Eey = 0.0720 Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000 Ratx1= 1.6076 Raty1= 1.3914 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX1 = 7.7874E+05(kN/m) RJY1 = 7.7874E+05(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/m) RJX3 = 1.1070E+05(kN/m) RJY3 = 1.0419E+05(kN/m) RJZ3 = 0.0000E+00(kN/m) -

32、 Floor No.2 Tower No.1 Xstif=5.7036(m) Ystif=7.8345(m) Alf =0.0009(Degree) Xmass=5.5513(m) Ymass=7.4404(m) Gmass(活荷折减)=140.3270(132.0073)(t) Eex=0.0251 Eey=0.0679 Ratx=1.1736 Raty=1.1736 Ratx1=0.0000 Raty1=0.0000 薄弱层地震剪力放大系数= 1.25 RJX1 = 9.1392E+05(kN/m) RJY1 = 9.1392E+05(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/

33、m) RJX3 = 9.8370E+04(kN/m) RJY3 = 1.0697E+05(kN/m) RJZ3 = 0.0000E+00(kN/m) - Floor No.3 Tower No.1 Xstif=0.0000(m) Ystif=0.0000(m) Alf=0.0000(Degree) Xmass=5.4000(m) Ymass=7.5000(m) Gmass(活荷折减)=47.9545( 42.9295)(t) Eex=0.0000 Eey=0.0000 Ratx=0.0000 Raty=0.0000 Ratx1=1.0000 Raty1=1.0000 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX1 = 0.0000E+00(kN/m) RJY1 = 0.0000E+00(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/m) RJX3 = 3.7926E+09(kN/m) RJY3 = 3.7307E+09(kN/m) RJZ3 = 0.0000E+00(kN/m) - X方向最小刚度比: 0.0000(第 2层第 1塔) Y方向最小刚度比: 0.0000(第 2层第 1塔)结构整体抗倾覆验算结果 抗倾覆力矩Mr 倾覆力矩